承德建龙热烟气烘焦炭设计-热风炉设计方案20220425.docx

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1、承德建龙钢铁有限责任公司1350m3高炉焦炭烘干项目设计方案2022-4高密市东冶工程技术有限公司高密市胶河农场总场正文目录正文目录21工程概况31.1 项目名称31.2 工程范围界定及工程界面41.3 甲乙双方业务分工41.3.1 甲方41.3.2 乙方42工程整体总体设计52.1 工程整体总体要求52.2 工程整体总体指导思想52.3 工艺流程52.3.1 焦炭烘干系统错误!未定义书签。2.3.2 热工与除尘系统错误!未定义书签。2.4 三电系统62.4.1 供配电方案错误!未定义书签。2.4.2 电气传动错误!未定义书签。2.4.3 计算机自动控制系统错误!未定义书签。2.4.4 仪表错

2、误!未定义书签。2.5 工程周期与报价91工程概况1.1项目名称承德建龙钢铁有限公司新投产高炉一座，炉容1350m3,日平均产量4800t/d,焦比400Kg/t,平均每天消耗焦炭2000t。高炉冶炼焦炭大部分为外购商品焦，焦炭平均块径52mm,平均含水量9%,最大含水量12%。由于焦炭含水量高，对于高炉的生产带来诸多不利影响，主要包括：1）焦炭的筛分性差、湿焦粘附的焦粉降低高炉透气性，2）带入的水分消耗热量增加高炉吨铁能耗，增加高炉煤气水分含量、降低煤气温度及热值、影响煤气余热余压利用效果等。高炉贮焦槽现有4个焦炭仓为高炉供料，每个焦炭仓容积414m3,焦炭仓充填率约80%,焦炭在仓中平均停

3、留时间47小时。本项目在焦炭仓处增加焦炭烘干设备设施，在47小时的焦炭储存时间内对其进行烘干，以降低焦炭水分。项目采用热风炉热废气的余热做为热源，通过管道利用引风机从焦炭仓锥体部分四个方向送入焦炭仓，对焦炭进行烘干。由于焦炭卸料时有颗粒偏析，大颗粒焦炭布在仓壁，仓壁附近焦炭空隙较大，为了避免热气流集中沿仓壁上升，导致仓壁的长时间受热，形成热裂损害，在焦炭仓下部设有均流布气器（该部分为核心技术部分），用气流布气器对热气流进行合理分布，实现均匀烘干。该系统设置独立的除尘器，在每个仓顶盖设置负压管道。烘完焦炭的含水热气从仓顶负压管道进总管，再进除尘器，经抽风机后从烟囱排出。烘干完的废气带有水分，普通

4、的布袋除尘器会出现糊袋等现象，要选用专用布袋除尘器以解决烘干后的低温含水问题，焦炭烘干除尘系统废气颗粒物排放浓度WIOmg/n?,同时除尘灰的水分含量要能满足气力输灰的要求。降低焦炭水分（入炉料加热）不仅会直接提高焦炭的粉末筛除效率，而且也能适当提高高炉炉顶温度、降低高炉燃料消耗和提高高炉产量等效果。主要优点如下：1）降低炼铁工序能耗。焦炭水分带来高炉总焦比下降。2）降低入炉焦炭的含水量，提高焦炭入炉温度。带来炉顶温度的上升，提高高炉产量。3）有利于高炉的正常稳定运行。增加槽下的焦炭筛分效率，减少焦炭粉末入炉量，并改善高炉料柱的透气性，提高高炉冶炼强度。4）有利于焦粉脱离，提高筛分效率，增加焦

5、粉回收量。5）改善高炉焦炭料仓上部及下部振动筛部位作业空间的环保效果，降低岗位粉尘浓度。1.2 项目的可行性目前对焦炭烘干（入炉料加热）的工艺大体分为采用烧结环冷余热、竖炉球团带冷余热和热风炉废烟气烘干，考虑到距离问题，本设计决定采用热风炉废气余热进行湿焦炭烘干。根据公司现场布局，从热风炉1#高炉焦灰仓距离较短，现场有空余场地可满足本项目除尘器、引风机布置（平面布置图附后），附近电、气、水接入点基本能满足该项目所用，同行业也有成熟的案例，故本项目有一定的可行性。1.3 工程范围界定及工程界面烘干焦炭关联的项目，包含以下内容：1）从热风炉取中温热废气到高炉焦炭料仓的热废气输送；2）从高炉焦炭料仓

6、除尘器的除尘系统。14甲乙双方业务分工1.4.1 甲方1）提出施工中发现的设计缺陷或错误；2）配合乙方搞好作业人员操作培训；3）负责土建基础施工（设计归乙方）。1.4.2 乙方1）焦炭烘干关联的项目的工艺系统、三电控制系统、管道设计制造供货安装施工；2）采购设备要质量可靠、高效节能，主要设备采购厂家需经甲方认可；3）承担设计、制造、供货、安装、施工缺陷或错误造成的所有损失；4）生产作业人员操作培训。2工程整体总体设计2.1工程整体总体要求1)在焦炭烘干能力2000t/d,水分9%,烘干后水分小于4%。2)整个系统的过程工艺参数采用计算机系统检测控制。2.2 工程整体总体指导思想(1)吸纳同行业

7、或相关行业先进工艺、经验与技术，采用成熟、可靠、实用、先进的工艺流程和设备，使技术装备水平和生产经营指标达到同行业的先进水平；(2)优化工艺设计，做到总图布置合理、流畅、节约用地，做到运输便利，检修方便。(3)采用先进、可靠的技术和设备，防止和减少粉尘、废气、噪音等对环境的污染。(4)严格执行现行的国家和地方关于节能、环保、劳动安全卫生、消防等方面的标准、法规、规定和规范，建设一座技术创新、资源节约、环境友好，高效的工厂的样板。(5)自动化控制水平应结合国内及公司的实际情况，经济实用，稳定可靠，便于操作，以确保人造块矿的产量和质量。(6)采用焦炭料仓均化布气技术，降低电力消耗，提高焦炭烘干的均

8、匀性，主要技术经济指标达到国内先进水平。2.3 工艺流程焦炭烘干工艺流程见图1,与之对应的设备清单见图1,叙述如下：1)烟气从热风炉废气取出，由风机抽引，输送到高炉焦炭料仓；2)焦炭料仓有4座，每个料仓均有管道和阀门控制，用于控制输入料仓的热废气和离开料仓的冷废气。在这些阀门的控制下，决定哪个料仓的焦炭进行烘干；3)在焦炭料仓进气位置设计有气流均布器，用于均匀分布热废气，其目的是：焦炭烘烤均匀；均化气流后，热废气在焦炭料仓内部均匀分布，有利于降低动力消耗，达到节能效果；均化气流后，热废气在焦炭料仓内部均匀分布，焦炭粉尘带出去少，减少后续除尘系统的负荷。4）烟气通过焦炭料层，与焦炭发生热交换，把

9、焦炭里面的水分烘出来。5）烟气从焦炭料仓排出，由引风机抽引，进入布袋除尘器，该除尘器采用特种技术，可以抵御低温结露风险。6）风机进入引风机，然后进入烟囱排入大气。1312411106 613触在就期辄CEMS糠）套1成品12$2.0xH35m鼬根1Q235114-73-16,980rpm,185kW颗肺台1成品10Q=150000m 7h, 1000小布娥悔台1成品9-250-+250Pa差殿送器支1成品802500Po压力交送器支1成品74-73-18,980rpm,220kW觐风机台1成品6DN800热风麴只4成品60-110T热电储只8脑康匍50-350T热电倜只1妙康匍4含信费PLC工

10、业把制机三电一体控制机套1组合3DN200气流分幡套4m2DN800xL6热艇总管套4辘101.5xL264热烟气支管套1麴代号名称靴O图1焦炭烘干工艺流程图2.4 三电系统2.4.1 设计条件（1）外部供应10kV的电源，采用取电制，且取电位置需选择最近的电气室;(2)电仪用低压电源由现场直接供电；(3)新增高压柜和低压柜拟布置在附近的电气室内。原则上新增的PLC柜和低压供电柜拟布置在设备附近。(4)本项目采用“电仪”一体化的综合控制系统。2.4.2 设计范围本项目相关的引风机、除尘风机、电动阀门供配电及控制设计、除尘器照明设计、防雷接地系统设计。根据本项目用电负荷(估算)如下:序号名称电压

11、等级/V设备功率/kW数量总功率/kW电源1引风机38022012202除尘风机38018511853电动阀门3801.188.84除尘器配套设备380130总和443.8本项目料仓电动阀门及除尘器照明及配套低压电源引自附近的电气室。(1)引风机、除尘风机及电动阀门为远程/就地控制方式，现场设机旁操作箱，状态及控制信号进PLC系统，远程操作时，信号由PLC系统送来。(2)除尘烟囱按第三类防雷建筑考虑，接闪线采用10热镀锌圆钢，引下线利用烟囱本身钢结构，接地极采用L50x50x50, L=2500mm热镀锌角钢和40x4热镀锌扁钢。(3)所有正常工作不带电用电设备金属外壳及其管线均按规程与现有接

12、地系统可靠，接地电阻V4Q。(4)所有电缆部分沿现有电缆沟、电缆桥架、部分沿墙面、柱、管道支架穿管明敷设。(5)PLC系统设计、现场仪表设计。新设料仓烘干PLC系统，拟在高炉料槽电气室内新设PLC主站，高炉本体中控新设PLC远程操作站，主从站之间采用光纤进行通讯。整套控制系统接入现有原料主控室，便于集中管理。热风炉烟气调节阀出口、引风机出口设热电阻，温度信号进远程I/O站；料仓出口、除尘器入口、除尘风机入口设热电阻，温度信号进主站。引风机出入口设压力变送器，压力信号进远程I/O站；除尘器出入口设压力变送器，压力信号进远程I/O站。所有电缆部分沿现有电缆沟、电缆桥架、部分沿墙面、柱、管道支架穿管

13、明敷设。(6)主要检测和控制功能风机入口废气温度检测；风机出口废气压力检测；风机电机振动检测；除尘器入口废气温度检测；除尘器的废气压差检测；除尘器灰仓的料位检测；除尘器进口火花在线检测；焦炭料仓温度检测及报警系统；(7)系统控制流程简述本套系统为确保系统安全稳定运行，引风机出口温度测点与烘干系统烟气切断总阀连锁。若引风机出口烟气温度(即焦炭仓进口烟气温度)高于警戒值，系统自动切断进气阀，消除温度过高造成的消防安全事故隐患。2.4.3 主要设备清单序号类型单位数量备注1.低压引风机馈线柜台22.低压除尘风机馈线柜台23.引风机变频柜台14.低压供电柜台25.PLC柜台26.风机低压电缆批17.低压及控制电缆批18.桥架批19.仪控套19.1毕托管流量计套19.20350热电阻根19.30110热电阻根59.405000Pa压力变送器根110.工控机套111.火花检测仪套1序号类型单位数量备注12.粉尘在线监测设备(CEMS系统)套12.5 消防系统方案考虑到外购湿焦中可能混有其它易燃杂物，如木条、橡胶、煤块等异物，一般异物的最低着火点约250。当废气温度超过物质着火点时会引起着火燃烧，从而引起焦炭料仓中的焦炭火灾事故，故本方案设计专有消防系统。2.5.1 设计条件(1)热风炉出口烟气温度；(2)焦炭仓出口烟气温度；(3)焦炭仓槽上空间布置